1 / 16

Sisteme cu microprocesoare

Sisteme cu microprocesoare. Cursul 12 Sisteme distribuite. Sisteme distribuite v.s. sisteme centralizate. Avantajele distribuirii:

sonora
Download Presentation

Sisteme cu microprocesoare

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Sisteme cu microprocesoare Cursul 12 Sisteme distribuite

  2. Sisteme distribuite v.s. sisteme centralizate • Avantajele distribuirii: • posibilitatea adaptării structurii sistemului informatic la distribuţia geografică intrinsecă a aplicaţiei (ex: sisteme bancare cu filiale distrbuite, sisteme de urmărire şi control cu puncte multiple de intrare/ieşire, baze de date distribuite, etc.) • creşterea fiabilităţii şi a toleranţei la defecte • îmbunătăţirea raportului performanţă/preţ, prin utilizarea unor sisteme ieftine realizate pe scară mare • creşterea interactivităţii sistemului prin alocarea unor terminale inteligente unor utilizatori multipli • adăugarea unor facilităţi noi: transferul electronic al informaţiilor, controlul de la distanţă al proceselor, poşta electronică, publicaţii electronice, teleconferinţe, etc. • facilitează lucrul în grup • utilizarea în comun a unor resurse (baze de date, periferice scumpe, etc.) • Probleme: • gîndirea umană este în mare parte secvenţială, ceea ce face dificilă transpunerea unor aplicaţii în algoritmi paraleli • nu există instrumente adecvate pentru descrierea şi controlul concurenţei, a execuţiei paralele şi a sincronizării • reţeaua induce întîrzieri şi erori în transmiterea datelor • datorită vitezei limitate de transmisie a informaţiilor în reţea, nu se cunoaşte exact starea globală a sistemului

  3. Forme de distribuire • Sisteme multiprocesor: • Sisteme paralele • noduri strans conectate fizic si logic • Timpul de comunicatie intre noduri este neglijabil • Sisteme distribuite • Noduri slab conectate fizic dar strans conectate logic(cooperare de la distanta) • Timpul de transmisie a mesajelor este comparabil cu timpul de executie a taskurilor • Nodurile indeplinesc impreuna o anumita functionalitate (ex: serviciu bancar) • Calculatoare in retea de tip internet • Noduri slab conectate fizic si logic; • nodurile coopereaza in mica masura • Ce se distribuie? • Distributia echipamentelor • Distributia datelor • Distributia controlului (a programului)

  4. Forme de distribuire • Funcţie de distribuţia resurselor fizice se pot identifica următoarele clase de sisteme: • - sisteme uniprocesor • - sisteme multiprocesor bazate pe o magistrală comună • - sisteme de calcul paralele • - sisteme de calcul bazate pe o reţea de comunicaţie • Funcţie de gradul de descentralizare a datelor se pot distinge următoarele categorii de sisteme: • - sistem cu bază de date unică centralizată • - sistem cu fişiere distribuite dar cu un director centralizat • - sistem cu baze de date duplicate sau replicate • - sistem cu baza de date partiţionată şi complect descentralizată • Pe baza modului de realizare a controlului se disting urmatoarele sisteme: • - sistem cu punct de control unic • - sistem ierarhic de control cu relaţie de tip master/slave • - sistem cu puncte multiple de control care execută în mod concurent firele unui task • - sistem cu puncte de control multiple şi autonome care execută individual sau în comun serviciile unei aplicaţii

  5. Criterii considerate definitorii pentru un sistem distribuit: • să dispună de resurse fizice şi logice multiple • resursele să fie distribuite fizic • să existe o viziune globală asupra sistemului • să existe independenţă şi în acelaşi timp cooperare între componentele sistemului • distribuţia să fie transparentă pentru interfaţa de utilizare a sistemului

  6. Servicii necesare intr-un sistem distribuit • Serviciul de nume • Scopul: de a oferi o modalitate unitară de adresare a resurselor distribuite ale sistemului. • se ocupă mai ales de regăsirea datelor păstrate în bazele de date sau fişierele distribuite ale sistemului. • Exemplu: serviciul DNS (Domain Name Server) • Serviciul de timp • Sincronizarea ceasurilor locale • Exemplu: NTP (Network Time Protocol) • Serviciul de replicare: • Redondanta pentru: • Acces mai eficient la resurse • Toleranta la defecte • Problema: pastrarea consistentei datelor • Gestiunea tranzactiilor: • Scop: rezolvarea accesului concurent la resurse partajate

  7. Servicii necesare intr-un sistem distribuit • Accesul transparent la resurse • Comunicatia de grup

  8. Sisteme de control • Utilizarea tehnicii de calcul in controlul proceselor: • Avantaje: • precizie mai mare în măsurarea şi procesarea informaţiilor culese • o mai mare imunitate la perturbaţii de diferite tipuri (ex: zgomote, variaţii ale condiţiilor de mediu sau ale surselor de alimentare, modificarea în timp a valorii componentelor, etc.); pot fi implementate scheme de autocalibrare şi autotestare, prin care se măreşte încrederea în sistemul de control • posibilitatea implementării prin program a unor scheme/metode complexe de reglaj, ca de exemplu: algoritmi neliniari de control, algoritmi adaptivi, scheme de reglaj cu mai mulţi poli • posibilitatea stocării datelor culese • posibilitatea vizualizării procesului pe mai multe nivele de detaliere • componentele unui sistem complex pot fi corelate prin comunicare digitală • se pot construi scheme ierarhizate de control • Dezavantaje ale controlului prin calculator: • semnalele de proces sunt discretizate în timp • Valorile semnalelolsunt cuantizate; • pentru schemele simple de reglaj, utilizarea unui calculator nu se justifică din punct de vedere economic; • schemele de reglaj implementate prin program sunt mai puţin vizibile pentru utilizatorul banal, • depanarea sau ajustarea dispozitivului de control necesită un personal de specialitate;

  9. Schema unui sistem de control bazata pe un calculator

  10. Probleme specifice privind controlul prin calculator al proceselor • Achiziţia semnalelor de proces • Semnale digitale: • inchis/deschis, pornit/oprit, • de frecventa controlota, • Tren de impulsuri • impulsuri de latime controlata • Semnale analogice: • De tensiune, de curent, • Semnale complexe – suma de semnale sinusoidale • Se stabileste: • Frecventa de esantionare (citire) • Numarul de biti alocati pentru un semnal – plaja de variatie a semnalului • Regimul de achizitie: continu, sau la cerere

  11. Canale analogice de intrare si de iesire • Canal analogic de intrare: • Canal analogic de iesire: CNA EE

  12. Comenzi “analogice” prin semnale digitale – semnale PWM

  13. Procesarea datelor • Off-line • Procesarea nu se face in timpul achizitiei de semnale • Nu sunt conditii de timp; procesarea poate fi oricat de complexa • On-line • Procesarea are loc in timpul achizitiei semnalelor • Restrictii de timp (perioada de esantionare=perioada de procesare a unui set de date) • Moduri de implementare a aplicatiei de control: • Bucla de control • Time driven- activarea unor taskuri de achizitie si procesare la anumite intervale de timp • Event-driven – activarea unor taskuri ca reactie la aparitia unor evenimente • Activarea taskurilor cu ajutorul unui planificator de timp-real • Planificare statica – inainte de lansarea aplicatiei • Planificare dinamica – in timpul executiei aplicatiei

  14. Cerinte impuse sistemelor de control in medii industriale • Fiabilitate si toleranta la defecte • Prin replicare spatiala si temporala • Imunitate mai mare la zgomote electro-magnetice • Lucru in conditii de mediu severe • Variatii mari de temperatura • Umiditate ridicata • Personal de deservire mai putin calificat • Restrictii: • Dimensionale si de forma • De cost • De consum

  15. Solutii • Sisteme dedicate si incapsulate • Retele industriale de comunicatii • Procesoare specializate pentru aplicatii de control (microcontroloare) si de procesare a semnalelor (procesoare de semnal) • Memorii nevolatile semiconductoare (ex: flash in locul discurilor) • Carcase robuste, protejate la praf si la umezeala

  16. Nivele de control

More Related